超聲波傳感器可以檢測具有任何類型表面的(de)任何材料的(de)目標(biao)。 因(yin)此(ci),它們適用(yong)于檢測固體、顆粒、粉末或(huo)(huo)液(ye)體目標(biao),即使這些目標(biao)是透明或(huo)(huo)有色的(de)。然而,由于它們的(de)物(wu)理特性,它們不適合SAFE應(ying)用(yong)。
超(chao)(chao)聲波(bo)傳感(gan)器在超(chao)(chao)聲波(bo)范圍(wei)內工作。它們由可(ke)切(qie)換的發送和接(jie)收(shou)單元 S/E、評估單元 A 和后續放大器級 V 組(zu)(zu)成。超(chao)(chao)聲換能(neng)器 W 由壓電振動器或靜電換能(neng)器組(zu)(zu)成。
發送(song)和接收模(mo)式(shi)交替進行。發送(song)時(shi),聲(sheng)(sheng)波以短間隔(ge)(突(tu)發)傳輸。傳輸頻率位(wei)于(yu)對于(yu)換能器(qi)的(de)(de)(de)物(wu)理特性的(de)(de)(de)范圍(wei)內。如果聲(sheng)(sheng)波撞擊(ji)聲(sheng)(sheng)反(fan)射(she)目(mu)標,則(ze)聲(sheng)(sheng)波將(jiang)作為回聲(sheng)(sheng)反(fan)射(she)回變送(song)器(qi)。同時(shi),S/E 單元(yuan)切(qie)換到(dao)接收模(mo)式(shi)。因此,評估單元(yuan)基于(yu)檢測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)回波的(de)(de)(de)傳播(bo)時(shi)間確定目(mu)標的(de)(de)(de)距離。內部(bu)可(ke)調閾(yu)值(zhi)檢測(ce)器(qi)根據所需的(de)(de)(de)目(mu)標距離切(qie)換輸出放大器(qi)。內置(zhi)電位(wei)器(qi)用于(yu)調整檢測(ce)范圍(wei)。
聲速(su)隨空氣溫度變化 0.17 % / K。如(ru)果環境溫度從 20 °C 變為 40 °C,則聲速(su)將(jiang)增加(jia)約 3.5 %。因(yin)此,操作距離增加(jia)了(le)相(xiang)同的量。所有 Klaschka 超(chao)聲波版本都配備了(le)內部溫度補償,以將(jiang)溫度的影(ying)響降(jiang)至更低。
超聲波(bo)傳感器(qi)在很(hen)大(da)程度上(shang)不(bu)受濕度的(de)影響(xiang)。與干燥的(de)空氣相比,90% 的(de)相對(dui)濕度使操作距離減少不(bu)超過 2%。直接在換能器(qi)表面上(shang)的(de)水或(huo)污垢可(ke)能會降(jiang)低靈(ling)敏度,因此(ci)須避免。
強烈的(de)(de)氣流或不(bu)(bu)同溫度的(de)(de)大(da)氣層可(ke)能會使狹窄的(de)(de)聲瓣失真。然而(er),對(dui)(dui)于(yu)高達(da) 10 m/s 的(de)(de)流速(su),對(dui)(dui)功能的(de)(de)影響可(ke)以(yi)忽略不(bu)(bu)計。然而(er),超(chao)聲波傳感(gan)器(qi)不(bu)(bu)適(shi)合檢(jian)測熾熱的(de)(de)金屬目標(biao),因為(wei)空(kong)氣湍流會涂抹超(chao)聲波,從而(er)阻止對(dui)(dui)回(hui)波的(de)(de)評估(gu)。
超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感器可(ke)以(yi)檢測(ce)(ce)固體、液體、顆粒和(he)粉末材(cai)料(liao)。目(mu)標可(ke)以(yi)是任何形(xing)狀,但(dan)它們須保持在(zai)技術(shu)數據中(zhong)提到的(de)目(mu)標尺寸(min.)以(yi)上。理想情況下,目(mu)標表面(mian)應平整光滑(hua)。任何粗(cu)糙度(du)的(de)深度(du)都應小(xiao)于 0.15 毫米(mi)。表面(mian)應垂直于超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)波(bo)束(shu)軸。更深的(de)粗(cu)糙度(du)會散射超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo),導致可(ke)用(yong)操(cao)作距離減少。也可(ke)以(yi)檢測(ce)(ce)曲面(mian)(例如圓(yuan)柱形(xing)),但(dan)可(ke)用(yong)的(de)操(cao)作距離可(ke)能(neng)會減少。
對于超聲(sheng)波(bo),液體表面表現出與(yu)具(ju)有平坦光(guang)滑表面的(de)固體目標相同的(de)反射特性。然(ran)而,應該(gai)注意的(de)是(shi),移動的(de)液體會(hui)使回波(bo)發生偏轉,從而導致傳感器無法預測的(de)功能。
對于泡沫(mo)、棉花、地(di)毯或(huo)類似(si)材料等具有吸音(yin)特性的(de)材料,操作距(ju)離大大縮短。回波(bo)的(de)強度可能很低(di),以至于無法檢測到目標。